解:設(shè)圓柱體的橫截面積為S,ρ為圓柱體密度,x
1為容器中是水時彈簧伸長8,x
2為容器中是水和油時彈簧伸長量,則
ρgSh-ρ
水gS×
h=kx
1------------①
ρgSh-ρ
水gS[
h-(x
1-x
2)]-ρ
油gS[
h+(x
1-x
2)]=kx
2--------②
①除以②得:
=
(2×10
3kg/m
3×0.1m-
×10
3kg/m
3×0.1m)x
2=[2×10
3kg/m
3×0.1m-
×10
3kg/m
3×0.1m+10
3kg/m
3×(0.08m-x
2)-
×800kg/m
3×0.1m-800kg/m
3×(0.08m-x
2)]×0.08m
解之:x
2=6.07cm.
答:此時彈簧的伸長是6.07cm.
分析:當圓柱體一半浸沒在水中時,圓柱體受到重力、浮力和拉力作用,并且豎直向下的重力等于豎直向上的拉力和浮力之和,列出關(guān)系式;
當再往容器中注入密度為0.8×10
3千克/米
3的油,并超過圓柱頂時,圓柱體仍然受到重力、浮力和拉力,并且豎直向下的重力仍然等于豎直向上的拉力和浮力之和,列出關(guān)系式;
聯(lián)立關(guān)系式解之即可.
點評:本題考查了阿基米德原理、密度、重力公式的靈活運用,關(guān)鍵是會對物體進行受力分析,根據(jù)平衡狀態(tài)列出等價關(guān)系式,計算過程還要注意單位的換算.